8大跨度房屋结构

房屋建筑学大跨度建筑构造大跨度建筑结构型式与建筑造型大跨度建筑结构型式与建筑造型结构是房屋的骨架，是形成建筑内部空间和外部形式的物质基础，结构是在特定的材料和施工技术条件下运用力学原理创造出来的。

某种新的结构一旦产生并在工程实践中反复出现时，便会逐渐形成一种崭新的建筑形式。

可见结构技术是影响建筑的重要因素，在大跨度建筑中尤其如此。

通过上述例子说明，在建筑设计中，选择结构型式不仅是结构工程师的工作，也是建筑师的职责，现代建筑的特点是建筑艺术与建筑技术的高度统一。

建筑师只有对各种结构形式的基本力学特征和适用范围有深入的了解才能自由地进行创作，把结构型式与建筑造型融为一体。

现就大跨度建筑常见的各种结构型式及其建筑造型作介绍。

一、拱结构及其建筑造型拱结构及其建筑造型(一)拱的受力特点、优缺点和适用范围拱是古代大跨度建筑的主要结构型式。

由于拱呈曲面形状，在外力作用下，拱内的变矩值可以降低到最小限度，主要内力变为轴向压力，且应力分布均匀，能充分利用材料的强度，比同样跨度的梁结构断面小，故拱能跨越较大的空间。

但是拱结构在承受荷载后将产生横向推力，为了保持结构的稳定性，必须设置宽厚坚固的拱脚支座抵抗横推力。

常见的方式是在拱的两侧作两道厚墙来支承拱，墙厚随拱跨增大而加厚。

很明显，这会使建筑的平面空间组合受到约束。

拱的内力主要是轴向压力，结构材料应选用抗压性能好的材料。

古代建筑的拱主要采用砖石材料，近代建筑中，多采用钢筋混凝土拱，有的采用钢桁架拱，跨度可达百米以上。

拱结构所形成的巨大空间常常用来建筑商场、展览馆、体育馆、散装货仓等建筑。

(二)拱的型式拱结构按组成和支座方式不同分为三铰拱、两铰拱和无铰拱三种。

(三)拱结构的建筑造型拱结构的造型主要取决于矢高大小和平衡拱推力的方式。

拱的矢高对建筑的外部轮廓形象影响最大。

矢高小的拱，外形起伏变化小，呈扁平状，结构占用的空间小，但水平推力和拱身轴力都偏大。

而矢高大的拱，外形起伏变化强烈，产生的水平推力和轴向力都较小，但拱身材料耗费量多，拱下形成的内部空间大，拱曲面坡度很陡，当采用油毡屋面时，容易出现沥青流淌和油毡滑移现象。

大跨度房屋的界定标准
大跨度房屋的界定标准有以下几种：
1. 混凝土结构：跨度在30m以上的房屋。

2. 钢结构：跨度在60m以上或横向跨越60m的房屋。

3. 框架结构：跨度在18m以上的房屋。

大跨度房屋通常用于大型公共建筑和工业建筑，如民用建筑的影剧院、体育场馆、展览馆、大会堂、航空港以及其他大型公共建筑，以及工业建筑的飞机装配车间、飞机库和其他大跨度厂房等。

请注意，对于具体的建筑项目，还需要考虑当地建筑规范和标准，以及建筑师和工程师的建议和要求，来确定大跨度房屋的界定标准。

大跨度结构其结构体系有很多种，如网架结构、索结构、薄壳结构、充气结构、应力膜皮结构、混凝土拱形桁架等，常用于展览馆、体育馆、飞机机库等。

一.网架结构网架结构为大跨度结构最常见的结构形式，因其为空间结构，故一般称为空间网架。

其杆件多采用钢管或型钢，现场安装。

常见的为平面桁架、四角锥体和三角形锥体组成，其节点形式可分为焊接钢板节点和焊接空心球节点两种。

二.索结构索结构是将桥梁中的悬索“移植”到房屋建筑中，可以说是土木工程中结构形式互通互用的典型范例。

三.薄壳结构薄壳结构常用的形状为圆顶、筒壳、折板、双曲扁壳和双曲抛物面壳等。

圆形圆顶结构是轴对称结构，在轴对称荷载作用下，将只产生两种力：径向力和环向力。

径向力为沿经线方向的力，因其要平衡垂直向下荷载，所以必定为压力。

环向力为沿纬线方向的力。

圆形屋顶在垂直荷载作用下，上部的圆顶部分将受压收缩，其直径将变小，而下部近支承部分直径将增大，即上部将产生环向压力，而下部将产生环向拉力，中间将有一截面，为环向压力向环向拉力转变的交界线，该处的环向力为0，该截面称为“过渡缝”。

悉尼歌剧院格拉加尼亚修道院教堂上页下页四.混凝土拱形桁架混凝土拱形桁架在以前的工程中应用较多，但因其自重较大，施工复杂，现已很少采用。

目前最大跨度的拱形桁架为贝尔格莱德的机库，为预应力混凝土桁架结构，跨度为135.8m。

日本姬路市中心体育馆五.充气结构充气结构又称充气薄膜结构，是在玻璃丝增强塑料薄膜或尼龙布罩内部充气形成一定的形状，作为建筑空间的覆盖物。

对角跨长200m,由室内地面至顶高6.07m的东京穹顶，是不用柱子，只依靠室内外气压差来制成的膜屋盖结构，也是在日本最初用于多功能全天候的体育场，约30,000平方米超大椭圆形屋顶，采用悬索加强的充气膜结构。

其双向各配置14根共28根钢索，在其上张拉着涂有特富龙的玻璃纤维布。

请看充气膜的充气过程：六.应力膜皮结构应力膜皮结构一般是用钢质薄板做成很多块各种板片单元焊接而成的空间结构。

大跨度钢结构房屋标准
大跨度钢结构房屋是指跨度较大的钢结构建筑，其设计和建造需要遵循相关的标准和规范，以确保房屋的安全、稳定和耐久性。

以下是一些常见的大跨度钢结构房屋标准：
1. 建筑设计标准：大跨度钢结构房屋的设计应符合国家或地区的建筑设计规范和标准，如建筑结构荷载规范、钢结构设计规范等。

2. 材料标准：大跨度钢结构房屋所使用的钢材应符合国家或地区的相关材料标准，如钢材的化学成分、力学性能、焊接性能等。

3. 制造和安装标准：大跨度钢结构房屋的制造和安装应符合国家或地区的相关制造和安装标准，如钢结构工程施工质量验收规范、焊接工艺评定标准等。

4. 防火标准：大跨度钢结构房屋的防火设计应符合国家或地区的相关防火标准，如建筑设计防火规范、钢结构防火涂料应用技术规范等。

5. 防腐标准：大跨度钢结构房屋的防腐设计应符合国家或地区的相关防腐标准，如钢结构防腐蚀涂装技术规程、钢结构工程施工质量验收规范等。

房屋建筑结构分类标准
1. 框架结构：以钢框或钢筋混凝土框架为主体的建筑结构，包
括钢结构和混凝土结构，常用于高层建筑、大跨度建筑和工业厂房等。

2. 砖木结构：以砖墙和木梁为主要承重构件的建筑结构，常见
于传统民居和古建筑。

3. 钢筋混凝土结构：以钢筋混凝土为主要建筑材料的结构体系，具有较好的抗震性能和耐久性，是目前常用的建筑结构类型。

4. 钢结构：以钢材为主要承重构件的建筑结构，具有较高的强
度和刚性，常用于高层建筑、大跨度建筑和工业厂房等。

5. 预制混凝土结构：以预制混凝土构件为主要承重构件的建筑
结构，具有施工速度快、质量可控等优点，常用于住宅、公共建筑和
桥梁等。

6. 复合结构：将不同材料的结构体系组合在一起，充分发挥各
种材料的优点，常用于特殊场所和工程中。

大跨度房屋结构摘要：随着经济的发展，大跨度结构在公共建筑中的应用越来越广泛。

关键词：大跨度;实腹式框架;格构式框架Abstract: with the development of economy, big span structure in the public buildings used more widely.Keywords: big span; Solid-web framework; Of lattice frame大跨度房屋结构常用于公共建筑。

公共建筑如大会堂，影剧院，展览馆，音乐厅，体育馆，加盖体育场，市场，火车站，航空港等，受使用要求和建筑造型要求所制约，具有大的跨度。

它们是为了满足人类社会文化生活不断丰富的需求而产生的。

大跨度房屋结构也用于工业建筑。

特别是航空工业和造船工业中，更多地采用大跨度结构如飞机制造厂的总装配车间，飞机库，造船厂的船体结构车间等等。

这些建筑采用大跨度结构是受装配机器（如船舶，飞机）的大型尺寸或工艺过程要求所决定的。

大跨度建筑物的用途，其使用条件以及对其建筑造型方面要求的差异性，决定了采用结构方案的多样性------梁式的，框架式的，拱式的，空间式的以及悬挂-悬索式的。

梁氏及框架式体系，较常用于矩形平面的大跨建筑无盖；拱式体系具有建筑造型方面的优点，跨度在80m和更大时，这种体系比较经济；呈网格或实腹薄壳及褶板，平板网架结构，穹顶或篷盖状的空间体系，用钢量最为经济，多用于圆形或矩形的房屋平面。

悬挂结构体系中主要承重构件是用高强材料制作的受拉索缆（钢绞线，高强钢丝束等），轻巧是它的最大优点。

这种结构体系制造和安装都比较简单。

大跨度屋盖主要具有矩形平面。

但是公共建筑如影剧院，音乐厅，体育馆，展览馆等，除了矩形平面，也可能具有圆形或椭圆形平面。

采用普通矩形以外的平面，使屋盖结构的构成复杂化，这不便于使用定型结构构件。

大跨建筑物一般不属于大量建设项目，其建筑及结构方案极具个性，当然，这也在一定程度上限制了结构的定型化及工业化。

大跨度房屋钢结构设计与分析摘要：当今社会经济飞速发展,人民生活水平日益提高,世界各国纷纷筹划建造更大、更高、更长的各种超大型复杂结构物。

来满足人们对生活空间的追求。

大跨度房屋钢结构设计是经济和社会发展的需要。

本文介绍了大跨度钢结构设计的现状和大跨度房屋主要的钢结构划分，分析了大跨度房屋钢结构的设计要点。

关键词：大跨度，房屋，钢结构，设计要点引言与其他材料的结构相比,钢结构具有材料强度高、结构重量轻;结构的塑性韧性较好;钢结构的制造简单施工周期短等优点。

我们在进行钢结构设计时,应当从工程实际出发,合理选用钢材,选择高强度、具有较好经济指标的钢材;在结构方案选择上,应尽可能采用标准化、模数化的结构布置;在连接设计中,应选用构造简单、传力直接的节点形式,并应满足构造要求;另外,在钢结构设计中,还应保证钢结构在加工、运输、安装和使用过程中的强度、刚度和稳定性要求,并应针对钢结构的实际,满足防火、防腐的要求。

宜优先选用通用的和标准化的结构和构件,减少制作、安装工作量。

一、大跨度钢结构设计的现状与设计其他形式的钢结构一样，大跨度钢结构设计主要解决结构体系设计、构件设计及连接节点设计等方面的内容。

与其他形式钢结构不一样的是，大跨度钢结构体系几何与材料非线性影响突出，延性性能成为其体系、构件、节点的安全控制因素。

在工程实践中，设计技术人员迫切需要设计规范提供明确的大跨度钢结构计算分析理论与设计方法、与现代计算技术相应的工程实用计算软件以及明确的结构承载力与变形能力安全控制指标。

我国现行钢结构及相关设计规范( 程) 对体系、构件及连接节点等三个层次设计的现状可简单总结如下:1、在计算理论与设计方法方面，现行钢结构及相关设计规范( 程) 对计算理论与方法的规定，相当程度是基于手算或平面简化计算技术，对于空间受力的大跨度钢结构体系缺乏适应性。

此外现行钢结构及相关设计规范( 程) 对连接设计有计算公式，对节点设计缺乏明确的计算理论和方法。

建筑抗震设计规范（2016年版）GB-500112010中有关大跨结构抗震分析的条文1总则1.0.1基本抗震设防目标：小震不坏，中震可修，大震不倒。

按本规范进行抗震设计的建筑，其基本的抗震设防目标是:当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，主体结构不受损坏或不需修理可继续使用;当遭受相当于本地区抗震设防烈度的设防地震影响时，可能发生损坏，但经一般性修理仍可继续使用;当遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。

使用功能或其他方面有专广]要求的建筑，当采用抗震性能化设计时，具有更具体或更高的抗震设防目标。

1.0.2抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑，必须进行抗震设计。

3基本规定3.1建筑抗震设防分类和设防标准3.1.2抗震设防烈度为6度时，除本规范有具体规定外，对乙、丙、丁类的建筑可不进行地震作用计算。

3.6结构分析3.6.1除本规范特别规定者外，建筑结构应进行多遇地震作用下的内力和变形分析，此时，可假定结构与构件处于弹性工作状态，内力和变形分析可采用线性静力方法或线性动力方法。

3.6.2不规则且具有明显薄弱部位可能导致重大地震破坏的建筑结构，应按本规范有关规定进行罕遇地震作用下的弹塑性变形分析。

此时，可根据结构特点采用静力弹塑性分析或弹塑性时程分析，当本规范有具体规定时，尚可采用简化方法计算结构的弹塑性变形。

4场地、地基和基础4.1场地4.1.2建筑场地的类别划分，应以土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度为准。

4.1.6建筑场地分为Ⅰ（分为Ⅰ0和Ⅰ1两个亚类）、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四类。

5地震作用和结构抗震验算5.1一般规定5.1.1各类建筑结构的地震作用，应符合下列规定：1一般情况下，应至少在建筑结构的两个主轴方向分别计算水平地震作用，各方向的水平地震作用应由该方向抗侧力构件承担。

48、9度时的大跨度和长悬臂结构及9度时的高层建筑，应计算竖向地震作用。

5.1.2各类建筑结构的抗震计算，应采用下列方法：1高度不超过40m、以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，以及近似于单质点体系的结构，可采用底部剪力法等简化方法。

建筑结构类型房屋结构一般是指其建筑的承重结构和围护结构两个部分。

房屋在建设之前，根据其建筑的层数、造价、施工等来决定其结构类型。

各种结构的房屋其耐久性、抗震性、安全性和空间使用性能是不同的。

常见的房屋结构有砖混结构、钢筋混凝土结构、钢结构等，各种结构有其自身的特点。

砖混结构顾名思义，就是以砖和钢筋混凝土混合结构。

由于砖的生产能够就地取材，因而房屋的造价相对较低。

但砖的力学性能较差，承载力小，房屋的抗震性能不好。

设计中通过圈梁、构造柱等措施可以是房屋的抗震性能提高，但一般只能建造7层以下的房屋。

砖混结构的房屋的承重墙厚一般为370毫米或240毫米，占用房屋的使用面积，使房屋的有效使用率变小。

另外砖混结构的房屋的楼板较多采用预应力空心楼板，房间开间不能太大，否则，楼板会发生饶度，影响使用和美观，并会给使用人造成一定的心理压力。

虽然，现在许多砖混结构的楼板结构采用全现浇的钢筋混凝土，但因砖混结构整体抗震性能限制，开间仍不能设计的太大。

砖混房屋受到结构的限制，空间布置不灵活，不能象框架结构那样，用户可以比较随意的根据自己的需要灵活分割布置空间。

钢筋混凝土结构主要有钢筋混凝土框架结构，剪力墙结构、框架剪力墙结构、框架筒体结构和筒体结构。

框架筒体结构和筒体结构应用于超高层建筑结构。

现浇钢筋混凝土结构框架结构一般由梁、板、柱所组成。

其特点是框架结构布置灵活，具有较大的室内空间，使用比较方便。

框架结构的楼板大多采用现浇钢筋混凝土板。

由于有框架结构的柱截面较大，不宜家具布置和装修，影响室内使用，以往在住宅建筑中采用较少。

结合框架结构特点，在新建住宅中出现了一种异形柱框架轻型住宅结构和短肢剪力墙结构体系。

异形柱框轻住宅与其他传统结构相比，具有以下特点：由T形边柱、十字形中柱、L形角柱组成框架受力体系，其柱间填充墙与体壁同厚，室内不出现柱楞便于使用，填充墙采用轻质保温隔热材料，因墙体减薄，与砌体结构相比可增加使用面积。

1A411043 ⼤跨度房屋结构的主要类型与受⼒特点⼀般认为，⼤跨度房屋结构是指24m以上的跨度。

能做到24m以上跨度的结构有桁架、架、刚架、拱、悬索和薄壁空间结构等。

(1)⼤跨度屋架⼤跨度的屋架多采⽤钢桁架或预应⼒混凝⼟桁架。

1)屋架的受⼒特点：屋架是由杆件组成的构件体系，其节点⼀般假定为铰接点。

当荷载只作⽤在节点上时，所有杆件均只有轴向⼒，其材料强度可以得到充分利⽤，这就是屋架结构的优点，因此它在较⼤跨度的建筑中得到应⽤。

2)屋架的形式、基本尺⼨：3)屋架的制作、运输与安装：屋架就其整体结构讲是受弯构件，平⾯结构。

屋架的平⾯外刚度⾮常弱。

(2)平板架结构1)架的特点与适⽤范围：架结构可分为平板架和曲⾯架两种。

平板架采⽤较多，其优点如下：①三维空间受⼒体系。

杆件主要承受轴向⼒，受⼒合理，节省材料。

②整体性好，刚度⼤，稳定，抗震性能好，可悬挂吊车；③杆件类型较少，⽐较统⼀，适于⼯业化⽣产；④尤其适⽤于⼤跨结构，体育馆、展览馆等⼤型建筑⼴泛采⽤。

2)结构形式：平板架可分为交叉桁架体系和⾓锥体系两类。

交叉桁架体系是由上下弦平⾏的平⾯桁架，相交叉联成⼀体的空间结构。

⾓锥体系架是由三⾓锥、四⾓锥或六⾓锥单元分别组成的空间架结构。

它⽐交叉桁架体系架刚度⼤，受⼒性能更好，⽽且可以在⼯⼚⽣产出标准⾓锥单元体，便于现场安装。

3)平板架的受⼒特点：架的⾼度(即厚度)直接影响架的刚度和杆件内⼒。

架的⾼度主要取决于跨度。

格尺⼨应与架⾼度配合决定。

4)架的杆件形式与节点：杆件形式有钢管和⾓钢两种。

钢管⽐⾓钢受⼒合理，材料节省35％，⼤跨度架多⽤钢管。

5)架结构的制作与安装：架制作要求精度⾼。

否则会产⽣附加内⼒使部分构件受⼒过⼤。

架结构的安装⽅法可分为⾼空拼装和整体安装两类。

(3)单层刚架结构1)单层刚架的受⼒特点与适⽤范围：单层刚架⼀般是由直线形杆件，梁与柱刚性连接⽽成的结构。

其受⼒特点是：在竖向荷载作⽤下柱对梁的约束减少了梁的跨中弯矩；在⽔平⼒的作⽤下，梁对柱约束减少了柱内弯矩。